Skogen 1 AS Utredning av flomfare og overvannshåndtering, Skogen sør. Utgave: mai

Transkript

1 Skogen 1 AS Utredning av flomfare og overvannshåndtering, Skogen sør Utgave: mai

2 1 DOKUMENTINFORMASJON Oppdragsgiver: Skogen 1 AS Rapporttittel: Utredning av flomfare og overvannshåndtering, Skogen sør Utgave / dato: 1 / Arkivreferanse: Arkiv:ID Oppdrag: Vannlinjeberegning Skogen Sør, Lillehammer Vannlinj Oppdragsleder: Adrian Sigrist Tema: VA-modellering - Skrevet av: Adrian Sigrist, Kvalitetskontroll: Petter Reinemo

3 2 FORORD har vært engasjert av Skogen 1 AS for Flomberegninger, 200års vannlinje, tiltak for overvannshåndtering. Adrian Sigrist har vært kontaktperson for oppdraget. Hareg Chernet og Petter Reinemo har også deltatt i arbeidet. Kristiansand, 26. mai 2015 Adrian Sigrist Oppdragsleder Petter Reinemo Kvalitetssikrer

4 3 Innholdsfortegnelse Forord Innledning Krav til sikkerhet mot flom Løsmassekart (NGU) Flomskred, snøskred og steinsprang Grunnlag Hydrologiske beregninger Hydrologisk flommodell - PQFLOM Flomberegning Den rasjonelle metode Nedbørintensitet Nedbørfeltets konsentrasjonstid Avrenningsfaktor Klimatillegg Flomberegning Sammendrag årsflommen Vannlinjeberegning Beregningsmetode Grunnlag og forutsetninger Vannføring Geometri Manningstall (hydrauliske ruhetsverdier) Beregningsresultat dagens tilstand Tiltak Stikkrenner Erosjonssikring Oppfylling av terreng Vannlinjeberegning med tiltak Erosjonssikring Dimensjonering av bunnplastring Dimensjonering av sidesikring Dimensjonering av plastring ved utløpet av stikkrenner Overvannshåndtering Lokal overvannsdisponering og åpne flomveier Eksempeldimensjonering Konklusjon Vedlegg 1 IVF-Kurve for målestasjonen lillehammer Vedlegg 2 - PQFLOM... 27

5 4 1 INNLEDNING I forbindelse med en omregulering innenfor reguleringsplanen for Skogen sør Lillehammer kommune, ba Skogen 1 AS om bistand for vannlinjeberegninger og vurdering av flomsikkerhet. Figur 1: Situasjonskartet viser planområdet Skogen sør i Lillehammer kommune. Figur 2: Utklipp av detaljreguleringsplan for Skogen sør i Lillehammer kommune.

6 5 Planområdet skal utbygges til en eneboligbebyggelse. Det renner en bekk gjennom planområdet som fortsetter gjennom boligfeltet sørvest for planen. Nødvendig avstand og høyde fra de planlagte boligene til selve bekken skal utredes, slik at boligene er sikret mot flom. Konsekvensene for økte overvannsmengder som følge av utbygging bør også vurderes. Mulige tiltak for å unngå negative konsekvenser skal påpekes. 1.1 Krav til sikkerhet mot flom Arealet er utsatt for flom på grunn av bekken som renner gjennom planområdet. I forbindelse med dette er det viktig at boligene er sikret mot flom. Sikkerhetskravet for utbygging er gitt i TEK Sikkerhetsklasse mot flom vil være F2, for et boligområde med krav om sikkerhet mot 200-årsflom. 1.2 Løsmassekart (NGU) På NGU sitt løsmassekart kan man se at prosjektarealet ligger på et tynt morenedekke (Figur 3). Materialet er vanligvis hardt sammenpakket, dårlig sortert og kan inneholde alt fra leire til stein og blokk. Tykkelsen på avsetningene som kan forekomme er normalt mindre enn 0,5 m, men den kan lokalt være noe mer. Som følge av dette bør man være oppmerksom med hensikt til erosjon i forbindelse med utbygging langs bekken. En lite delareal vises som torv/myrområde, her er erosjonsfaren spesielt høy. Erosjonsfaren bør alltid undersøkes i tillegg i felt. 1.3 Flomskred, snøskred og steinsprang Asplan Viak har på NVE Atlas kontrollert om planområdet er utsatt for flom- og jordskred, steinsprang eller snøskred. Ettersom planområdet ikke ligger innenfor et aktsomhetsområde for slike hendelser, er dette ikke dypere utredet.

7 6 Figur 3: Venstre: NVE Atlas for flom- eller jordskred, steinsprang eller snøskred. Det viser seg at utredet areal (oransje triangel) ikke ligger innenfor en aktsomhetsområde. / Høyre: Kart løsmasser WMS. Kartet viser at området ligger på tynt morenedekke (grønt), med stedvis torv og myr innslag (brun). 1.4 Grunnlag Ved foreliggende utredning legges følgende grunnlag til grunn: [1] Innmålinger langs bekken, Bangs AS, [2] NVE Atlas, Web-Applikasjon, [3] Retningslinjer for flomberegninger, Retningslinjer NVE, [4] Håndbok N200, SVV, Juni 2014 [5] Veileder for dimensjonering av erosjonssikringer av stein, Veileder NVE, [6] Flaum- og skredfare i arealplanar, Retningslinjer NVE,

8 7 2 HYDROLOGISKE BEREGNINGER Beregningene tar utgangspunkt i «Retningslinjer for flomberegninger» utgitt av NVE (Retningslinjer [2]). Det foreligger ikke målinger av flomstørrelser i gjeldende vassdrag, det er derfor utført egne flommengdeberegninger. Flommengder er beregnet med den rasjonelle metoden og den hydrologiske flommodellen PQFLOM. For begge beregningsmetodene legges det til grunn feltparametere som er beregnet ved bruk av NVE programmet «Lavvannskart». Sentrale parametere til nedslagsfeltet og kart over feltene er vist i Figur 4 Figur 4: Nedslagsfeltet oppstrøms og nedstrøms planområdet.

9 8 2.1 Hydrologisk flommodell - PQFLOM Dette er en nedbør/avløpsmodell som beregner avrenning på grunnlag av nedbørsdata og ved hjelp av feltparametre for det aktuelle feltet. I denne beregningen er det benyttet PQFLOMmodellen som er en regnearkversjon av modellen PQRUT som beskrives i «Retningslinjer for flomberegninger» (NVE, 2011) [3]. PQFLOM er en mer avansert modell enn den rasjonale formelen, fordi den bla. tar hensyn til snøsmelting Flomberegning Beregning av 200-årsflom ved bruk av PQFLOM er vist i Tabell 1. Klimatillegg av 1.4 er inkludert i beregningen. Tabell årsflommengder for oppstrøms og nedstrøms prosjektområde. Nedbørsfelt Q200 [m 3 /s] (vannføring ved 200-årsflom) Oppstrøms utbyggingsareal 1,95 Nedstrøms utbyggingsareal 2,01 I Figur 5 og Figur 6 vises vannføringskurven av dimensjonerende 200-årsflom beregnet med PQFLOM. Figur 5: Flomforløp for 200-årsflom i oppstrøms nedbørfeltet

10 9 Tid (0.5 t) Figur 6: Flomforløp for 200-årsflom i nedstrøms ved utgang av prosjektområde. 2.2 Den rasjonelle metode Ved avrenningsfelt mindre enn 5 km 2, kan den rasjonelle formel brukes. Den rasjonelle formelen baserer seg på målt nedbør. Avrenningen (Q) er gitt ved: Q = C i A Hvor: Q = avrenning (l/s) C = avrenningsfaktor, ubenevnt i = dimensjonerende nedbørintensitet (l/s ha) A = feltareal (ha) Nedbørintensitet Nedbørintensiteten i det aktuelle nedbørfelt er bestemt for et gjentaksintervall på 200 år, og en varighet som er gitt av nedbørfeltenes konsentrasjonstid. Intensiteten bestemmes fra en IVFkurve (intensitet, varighet og frekvens for nedbør) fra en nærliggende meteorologisk målestasjon som måler timesnedbør. Den nærmeste målestasjonen er i Lillehammer. IVF-kurvene for målestasjonen er vist i vedlegg Nedbørfeltets konsentrasjonstid Konsentrasjonstiden til nedbørfeltene (naturlige felt), t c, er oppgitt i minutter, og er beregnet etter formelen gitt i Håndbok N200 Vegbygging (SVV, 2014): t c = 0,6 L H 0, A se

11 10 Hvor: L = lengden av nedbørfeltet (m) H = høydeforskjellen i nedbørfeltet (m) A se = effektiv sjøprosent, forholdstall ((0 A se 1) Avrenningsfaktor Avrenningsfaktoren, C, er et mål på hvor mye av den totale nedbøren som drenerer bort fra et område. Faktorens størrelse er avhengig av terrengtype, vegetasjon, helning og sannsynlighet for overflateavrenning fra feltet. Det er benyttet erfaringstall for avrenningsfaktorer for ulike terrengtyper oppgitt i Vassdragshåndboka (Fergus m. fl., 2010). Det tas hensyn til framtidig utbygging ved Skogen sør med en økt andel urbane flater Klimatillegg I henhold til NVEs rapport "Hydrological projections for floods in Norway under a future climate", skal det legges til et klimatillegg på 20% til den beregnede flomvannføringen. Dette for å ta hensyn til en forventet økning av flomintensitet i framtiden. I tillegg legger vi på 20% ekstra som sikkerhetsfaktor som begrunnes med usikkerhet i beregningsmetodikk, og effekten av massetransport og sedimentering. Derfor 40% klimatillegg blir lagt til den beregnede 200-årsflommen Flomberegning Tabell 2 viser en oversikt over benyttede verdier for avrenningskoeffisienter. Beregning av 200- årsflom ved bruk av den rasjonelle formel er vist i Tabell 3. Klimatillegg er inkludert i beregningen. I flommengden nedstrøms prosjektområde er det tatt hensyn til framtidige utbygging ved Skogen sør. Tabell 2 Avrenningskoeffisienter for nedbørfeltet oppstrøms og nedstrøms Arealtype C Oppstrøms Nedstrøms Arealtype C Areal Andel C*A Areal Andel C*A (-) (ha) (ha) (ha) (ha) Innsjøer Snaufjell Myr Skog Dyrket mark Urban Total

12 11 Tabell 3 Beregnet 200-årsflom med rasjonelle metoden. Nedbørfelt Oppstrøms Nedstrøms Nedbørfeltets areal (ha) Gjennomsnittlig avrenningskoeffisient, C 0,37 0,39 Nedbørfeltets konsentrasjonstid (min) Nedbørintensitet, i (l s ha) Q 200 (m 3 /s) 1,5 1,7 KF 1,4 1,4 Q 200 klimajustert (m 3 /s) 2,1 2,4 2.3 Sammendrag Beregnede flommengder med begge beregningsmetodene vises i Tabell 4. For videre utredninger bruker vi litt høyere flommengder (konservativt valg), fordi vi tar hensyn til økt andel av bebygde flater i nedbørfeltet i framtiden. Tabell 4: Sammendrag 200-årsflommengde for den vurderte bekken ved området Skogen sør. Beregningsmetode Q 200 Oppstrøms Nedstrøms (m 3 /s) (m 3 /s) PQFLOM 1,95 2,0 Den rasj. metode 2,1 2,4

13 ÅRSFLOMMEN VANNLINJEBEREGNING 3.1 Beregningsmetode For å kontrollere effekten av høy vannstand ved 200-årsflom er tilhørende vannlinjeberegning utført. Det hydrauliske modelleringsverktøyet HEC-RAS er benyttet til beregning av vannlinjene. Verktøyet er utviklet av US Army Corps of Engineers (USACE) og Hydrologic Engineering Center (HEC). Modellen kan blant annet beregne underkritisk og overkritisk strømning eller en kombinasjon i både åpne og lukkede strekninger Grunnlag og forutsetninger Grunnlag og forutsetninger for vannlinjeberegningen: Vannføring Bekkens geometri Manningstall (hydrauliske ruhetsverdier) Grensebetingelser Vannføring Beregnet 200-årsflom er beregnet til 2,1 m 3 /s ved begynnelsen av vurdert strekning, og til 2,4 m 3 /s i enden av strekningen Geometri Datagrunnlaget til modellen er tverrprofilinnmålinger i terreng og innmåling av eksisterende stikkrenner. Innmålinger blir supplert med tverrprofiler som baser seg på digital kart med 1m høydelinjer. Basert på disse er det utviklet en forenklet representasjon av bekken i form av en 1D hydraulisk modell. Strekningene i modellen inkluderer ca. 550 meter av vassdraget. Figur 7 viser plassering av tverrprofilene.

14 13 Figur 7: Kart viser oppmålte tverrprofiler av landmåleren (rødt), tilleggstverrprofiler fra digitalt kart (grønt) og reguleringsgrense ( rosa) Manningstall (hydrauliske ruhetsverdier) Alle typer energitap som påvirker vannstanden langs elveløpene er samlet i en enkelt faktor: Manningstall. Verdiene er basert på litteraturstudie og erfaring. Bekkeløpet og bekkekanter er vurdert som en bratt bekk med delvis store stein, stikkrenner er glatte og har lite friksjon. Basert på disse er følgende Mannings n verdier benyttet: Tabell 5; Manningstall som brukes i HecRas modell. Bekk Bekkeløpet Stikkrenner Manningstall n 0,06 0, Beregningsresultat dagens tilstand Beregninger viser at dagens stikkrenner har for liten kapasitet. Det fører til oppstuving oppstrøms stikkrennene slik at vannet vil renne over vegene og tilbake til vassdraget. Under flom kan da adkomstveger i verste fall ødelegges og vil ikke kunne benyttes. Oppstuving vil også resultere i at større delarealer ikke kan benyttes til boligformål i henhold til sikkerhet mot flom i TEK10.

15 14 Figur 8: Lengdeprofil langs bekken med vannlinje ved 200-årsflom i dag, uten tiltak. Figur 9: Oversvømt areal (blått) ved 200-årsflom uten tiltak.

16 Tiltak Nødvendige tiltak består hovedsakelig av å øke kapasiteten til stikkrennene og å sikre bekkeskråninger mot erosjon. I tillegg er det ønskelig å fylle opp terrenget på sørsiden av bekken foran innløpet til stikkrenne Stikkrenner Alle de tre vurderte stikkrennene har innløpskontroll. Forhold som bestemmer kapasiteten er: - Rørdiameteren - Innløpets geometri og utforming - Vannstanden ved innløp Det betyr at endring i lengden eller fall på stikkrennene ikke vil øke kapasiteten. For å øke kapasiteten må man først og fremst øke diameteren. Helningen i stikkledningene bør være større eller lik 20 promille for å sikre innløpskontroll. Tabell 6: Dimensjoner av stikkrenner, med anbefaling til ny diameter. Diameter Lengde Fall Diameter ny (m) (m) ( ) (m) Stikkrenne 1 0, ,2 Stikkrenne 2 0,6 11,5 30 1,2 Stikkrenne 3 0, ,2 I sammenheng med utbygging av arealet får dette størst betydning for stikkrenne 2. Utilstrekkelig kapasitet i stikkrenna fører til at store arealer langs vassdraget ikke kan bebygges på grunn av høy vannlinje. I tillegg vil vannet renne over vegen som vil være adkomstvegen til de nye boligene. Uten at det gjøres tiltak er det en fare for at boligene på nordsiden blir isolert ved en større flom. Figur 10: Innløp (venstre bilde) og utløp (høyre bilde) av eks. stikkrenne 2, DN600mm. Stikkrenne 3, som krysser Hesmervegen, har for lite kapasitet og vil oversvømmes ved en 200- årsflom. Hesmervegen er adkomstvegen for bebyggelser lengre nord. Til tross for at arealet som oversvømmes ligger utenfor planlagt boligområde, anbefaler vi å øke kapasiteten for stikkrennen. Bytter man ikke stikkrennen ut med et større rør, bør man sikre hele overflaten som kan oversvømmes mot erosjon. Dette området grenser til et torv/myrområde, se Figur 3.

17 16 Stikkrenne 1 som krysser adkomstvegen for boligene i Galterudveien har heller ikke tilstrekkelig kapasitet. Vi har ikke vurdert nødvendige tiltak i detalj, da det ikke har direkte konsekvenser for utbyggingsarealet og for nødvendig avstand fra planlagte bygg til bekken. Ut ifra våre beregninger anbefaler vi også her en ny stikkrenne med rørdiameter 1,2 m. Her kan det også være aktuelt å bygge en ny stikkrenne med konisk innløp. I forbindelse med dårlig kapasitet ved stikkrenne 1 understreker vi at planlagt utbygging ikke er årsak til dette (se kapittel 5 Overvannshåndtering) Erosjonssikring Beskrives i eget kapittel (Kapittel 4) Oppfylling av terreng Det er i dag en forsenkning i terreng på sørsiden av bekken rett foran stikkrenne 2. Man ønsker å fylle opp terrenget, slik at arealet kan benyttes som boligareal. Oppfylling vurderes som uproblematisk så lenge skråningene ned til bekken etter oppfylling utformes sikkert mot erosjon, og at oppfylling ikke berører dagens bekkeløp. 3.4 Vannlinjeberegning med tiltak Figur 9 viser lengdeprofil av bekken med beregnede vannlinjer for flom med gjentaksintervall 200 år med 40 % klimatillegg (2,1-2,4m 3 /s). Figur 12 viser oversvømt areal ved samme situasjon i plankart. Resultatene for vannlinjeberegningen er vannstand, energilinje og vannhastighet ved de ulike tverrprofilene i reguleringsområdet som er listet opp i Tabell 7. Som sikker høyde for sidearealet er det valgt en sikkerhetssone på minst 0,5 m i forhold til beregnet vannlinje (etter Håndbok 185, SVV). De planlagte boligene og vegene må planlegges høyere enn dette nivået (flomsikkert-nivå).

18 17 Figur 11 Lengdeprofil, med beregnet vannlinje ved 200-årsflom, etter at kapasiteten for stikkrennene blir økt. Figur 12: Kart viser vannspeil ved 200årsflom i prosjektområdet. Bekken ligger for det meste innenfor planlagt grøntareal og har tilstrekkelig kapasitet. Den største utfordringen blir oppstrøms stikkrenne 2, hvor vegen og boligareal ligger nær bekken som selv med den nye stikkrennen har et høyt vannspeil. Den største utfordringen blir innløpsområdet til stikkrenne 2. Med en naturlig skråning blir det her muligens vanskelig å få terrenget til å ligge høyt nok i forhold til flomsikkert nivå. Enten kan det være aktuelt å etablere en støttemur (type tørrmur eller betongkonstruksjon), eller å legge

19 18 inn en større avstand til vegen. Dvs. at vegen flyttes nordover. For endelig vurdering av dette må en vite høydene til kjørebanen mer nøyaktig. Ellers ligger dagens bekk dypt nok i forhold til omgivende terreng, og det trenges ikke ytterligere tiltak som flomvoller eller lignende for å beskytte området mot flom. Tabell 7: Beregnet vannlinje og flomsikkert nivå ved 200-årsflom inkludert tiltakene langs vassdrag. Tverrprofil Q 200år Bunn Vannlinje Energilinje Hastighet Flomsikkertnivå (m 3 /s) (moh) (moh) (m) (m/s) (moh) , , Stikkrenne , , , , , , , , , , ,6 233 Stikkrenne , , , , , Stikkrenne , ,2

20 19 4 EROSJONSSIKRING Bekken bør sikres mot erosjon. Det gjelder også for strekningen utenfor reguleringsgarealet, men som har et boligareal som grenser til bekken (Sone C). Bekken har for det meste et fall på mellom 5-6 %. Bare ved innløp til stikkrenne 2 har vi en slakere strekning med ca. 1% fall (Sone B). For vurdering av erosjonssikring legges 200-årsflom til grunn. NVE sin veileder «Veileder for dimensjonering av erosjonssikringer av stein» danner grunnlag for dimensjonering, og beregninger blir gjennomført ved at det benyttes sprengt stein. Spesielt utsatt for erosjon er partiene i kurve og inn- og utløpsområdet ved stikkrennene. Dimensjonering av erosjonssikring ved utløpet beskrives separat i etterfølgende avsnitt. For bend og innløp anbefales det en ekstra sikkerhetsfaktor på 1.2 til de beregnet steinstørrelsen. Endelig erosjonsfare og ekstra tiltak bør i tillegg vurderes i felt. Figur 13: Inndeling av bekken i tre soner med hensikt til erosjonssikring. Tabell 8: Nødvendige dimensjoner av erosjonssikring Strekning Steinplastring Rauset Steinbed Stabil steinstørrelse Steindiameter D 50 Tykkelse plastringsteiner Steinstørrelse D 50 Tykkelse (2x D 50) D 50 (-) Sideskråning Antatt helning 1:3 Sone A D 50 = 30cm T = 20cm 20cm 40cm x 1.1 Sone B cm x 1.1 Sone C D 50 = 30cm 20cm 15cm 30cm x Flat strekning, beregning av steinstørrelsen med Maynords formel

21 Dimensjonering av bunnplastring Det er vanlig å sikre bratte bekker ved å plastre men steinblokker. Et alternativ som er mindre brukt er å bruke sprengt stein, rauset stein, ensgradert eller samfengt. Begge alternativer anses som likeverdig. Rauset steinbed: Ved et rauset steinbed ordnes steinen ikke nøyaktig kant til kant og er dermed relativt enkelt å iverksette. Men det forutsettes et relativt tykt lag av stein. Beregninger forutsetter at det brukes sprengt, kubisk stein, og formfaktor C U = D 60/D 10 skal ikke være større enn 1,73. Plastring med steinblokker: Steinen ordnes med god kontakt mellom blokkene og liten åpning i fugene, nesten som i en tørrmur. Figur 14: Eksempel for en bratt bekk plastret med stor stein Dimensjonering av sidesikring Sidesikring må dimensjoneres med større stein enn bunnen. Jo brattere, jo større stein må velges. Vi anbefaler slake skråninger med en helning til 1:3. Sideskråning bør ikke være brattere enn 1:2, slik at stein kan plasseres stabilt. Det bør brukes 1,1 ganger steinstørrelsen som i bunnen (1:3 helning), eller ved en brattere helning (1:2) 1,2 ganger steinstørrelsen. Erosjonssikring må utformes opp til flomsikkert nivå gitt av en 200-årsflom. Er det nødvendig med brattere skråning av typen tørrmur eller betongmur, gjelder andre kriterier for dimensjonering.

22 Dimensjonering av plastring ved utløpet av stikkrenner. For kulverter mindre enn ca. 1,5 m i diameter, kan det være tilstrekkelig å sikre området ved utløpet med en enkel plastring. Tabell 9: Nødvendige dimensjoner av erosjonssikring ved utløpet av stikkrennene. D 50 Plastringslengde Plastringstykkelse Stikkrenne 3 25cm 7m 60 cm Stikkrenne 2 40cm 9,4m 85 cm

23 22 5 OVERVANNSHÅNDTERING Avrenningsegenskaper for et nedslagsfelt som utbygges endres ved at avrenningsmengde øker (større andel tette flater) og at avrenningsreaksjonen blir raskere. Sammen kan det gi et spissere flomforløp fra et nedbørfelt. Figur 15 viser et eksempel på avrenning for det samme nedslagsfeltet før og etter utbygging. Tabell 10 viser inndeling av arealet til det aktuelle reguleringsområdet etter formål. Utbygging har som konsekvens at avrenningsfaktor for boligområdet øker fra 0,2 til 0,48 (gjelder for 20-års regn). Figur 15: Figur viser avrenning før og etter utbygging av et areal (eksempel). Tabell 10: Inndeling av arealet etter formål før og etter utbygging, og avrenningsvirksomme flater. Før utbygging Areal x Areal Avrenningsfaktor Etter utbygging Areal x Totalflate Avrenningsfaktor Grøntareal/Skog (ha) Boligområde (ha) Veger (ha) Lekeplass (ha) Total (ha) I Tabell 11 finner man de beregnede flommengder ved 20- og 200-årsnedbør med 10 minutters varighet. Det blir omtrent den dimensjonerende nedbøren for overvannssystemet. Ved kraftig nedbør kan maksimal avrenning i framtiden mer enn tredobles hvis vi også tar med effekten av klimaendringer sammenlignet med en situasjon før utbygging. Den hydrauliske belastningen blir da mye større i bekken hvor overvannsystemet er tilknyttet til. Konsekvenser av dette kan være at bekken er i større grad utsatt for erosjon. Tabell 11: Viser avrenningstoppene før og etter utbygging for boligområdet (KF = Klimafaktor 1,4). I DAG, uten KF I DAG, med KF Framtidig (l/s) (l/s) (l/s) 20-års nedbør (10min) års nedbør(10min)

24 23 At dimensjonerende 200-års flommengde i bekken, beregnet i kapittel 2, bare øker moderat, begrunnes med at avrenningstoppen fra utbyggingsarealet og fra resten av nedbørfeltet ikke opptrer samtidig, og at toppene ikke kan summeres. (Utbyggingsarealet avrenning reagerer mye raskere). 5.1 Lokal overvannsdisponering og åpne flomveier Utbyggeren har mulighet, med forholdsvis enkle tiltak, å dempe effekten av utbygging ved vassdrag. Stikkordet er «lokal overvannsdisponering». Lokal overvannsdisponering (LOD) er en samlebetegnelse for metoder som tar i bruk løsninger som infiltrerer, fordrøyer eller leder vannet bort i åpne flomveier. Man har mulighet til å ta i bruk vannet som estetiske elementer. Eksempler på LOD-tiltak er grønne tak og vegger, permeable dekker, plastkasett- /steinfyllingsmagasin, regnbed, åpne flomveier, gresskledde grøfter og fordrøyningsdammer. LOD er effektivt mot mindre flommer og kortvarige hendelser. En rekke LOD-tiltak, som grønne tak, regnbed eller permeable dekker, er normalt dimensjonert for flommer med relativt lavt gjentaksintervall, 25 år eller mindre. Disse systemene ventes derfor å gi mindre effekt ved 200- årsflom. Ved kortvarig ekstremvær er virkning blant annet avhengig av i hvor stor grad magasiner / kulper er fylt, og hvor mettet jord og grønne tak er ved begynnelse av en hendelse. Også andre startbetingelser (snø, frost, osv.) har stort utslag på funksjonene for disse anleggene. I sammenheng med 200-årsflommen er det derfor viktig at også åpne flomveier etableres. Flomveier dimensjoneres for 200-årsflom og brukes når den vanlige overvannsløsningen svikter. Hovedregelen er å utforme terrenget slik at man alltid har fall bort fra boligene mot resipienten. 5.2 Eksempeldimensjonering Vi gjør en grov dimensjonering av nødvendige fordrøyningsvolumer og arealer slik at total avrenning av utbyggingsareal ikke blir høyere enn før utbygging. Dette gjøres ved en nedbørhendelse med et gjentaksintervall på 20 år. Fordrøyningsvolumet dimensjoneres for 20- årsnedbør, og tillates dermed lov å svikte ved sjeldnere hendelser dersom slike flomveier etableres samtidig. Et enkelt tiltak kan være å etablere flere gresskledde grøfter på arealet, om mulig/mest mulig i nærheten til bekken. Disse kan lett integreres i landskapstilpasninger, dersom en tar hensyn til dette i tidlig planlegging. Grøftene bør være ca. 0,5m dype, og utløpsmengde til bekken begrenses med et rør av liten dimensjon Tabell 12 og Figur 16 viser mulige plasseringer og tilhørende plassbehov.

25 24 1a Figur 16: Oversikt over mulige plasseringer av grøfter i arealet. Tabell 12: Grove dimensjoner av grøfter til fordrøyning. Anlegg/Grøft Volumen Areal Q maks til bekken (20år) (m 3 ) (m 2 ) (m 2 ) Total Hydraulisk belastning kan tydelig senkes ved alle kortvarige nedbørhendelser med denne fordrøyningsløsningen. Beskrevet løsning fungerer ikke når det ligger snø, som er en ganske lang periode på Lillehammer. Men for et slik nedslagsfelt er det de kortvarige, mest heftige regnhendelser som gir den største vannføringen og som opptrer typisk om sommerhalvåret.

26 25 6 KONKLUSJON Til å benytte arealet Skogen sør til boligformål, må det gjøres noen tiltak. - Kapasitetsøkning ved stikkrennene - Bekkeløp må sikres mot erosjon. Etter at tiltakene iverksettes, må de nye boligene og vegene planlegges slik at de ligger høyere enn nivået som anses som flomsikkert og er gitt i Tabell 7. Hvis tiltakene derimot ikke iverksettes, må det planlegges en avstand på minst 20 m fra bekkekant til boligene. Det blir da et betydelig større areal som bør avsettes, enn planlagt grøntareal i detaljregulering. For å motvirke økt hydraulisk belastning i bekken på grunn av utbygging, anbefaler vi å etablere et overvannssystem som demper disse effektene. Tidligere beskrevet eksempel med gresskledde grøfter gir ønsket virkning. Som overvannshåndtering bør det velges mest mulig åpne løsninger som også fungerer ved svikt av delsystemer. Det er svært viktig at sikre, åpne flomveger planlegges i tverrfaglig arbeid ved videre planlegging.

27 26 VEDLEGG 1 IVF-KURVE FOR MÅLESTASJONEN LILLEHAMMER

28 27 VEDLEGG 2 - PQFLOM Hydrologisk flommodell - PQFLOM Dette er en nedbør/avløpsmodell som beregner avrenning på grunnlag av nedbørdata, og ved hjelp av feltparametre for det aktuelle feltet. Modellen er bl.a. beskrevet nærmere i NVE (2011). I denne beregningen er det benyttet PQFLOM-modellen som er en regnearkversjon av modellen PQRUT som beskrives i «Retningslinjer for flomberegninger» (NVE, 2011). Parametrene til den hydrologiske flommodellen skal helst bestemmes ved kalibrering mot observerte vannføringer (NVE 2011). Siden det ikke finnes observerte vannføringer fra nedbørfeltet, er modellparametrene teoretisk bestemt ut ifra feltparametre for nedbørfeltet. Nedslagsfeltene til Skogen sør er beregnet ved bruk av NVE programmet «Lavvannskart». Sentrale parametere til nedslagsfeltet og kart over feltene er vist i Figur 4. Beregnede modellparametre er vist i tabell 13. De tre modellparametrene bestemmes ut ifra følgende ligninger (NVE 2011): Øvre tømmekonstant Nedre tømmekonstant Terskelverdi K 1 = 0, ,00268 H L - 0,01665 lna SE K 2 = 0, ,21 K 1-0,00021 H L T = -9,0 + 4,4 K 1-0,6 + 0,28 Q N Tabell 13 Modellparametre flommodellen Nedbørfelt K1 (time -1 ) K2 (time -1 ) T (mm) Oppstrøms 0,168 0,033 7,53 Nedstrøms 0,138 0,030 9,11 Det er gjort beregninger med én dags varighet og én times tidsoppløsning. Snøsmelting Ved vårflommer må alltid sesongnedbøren kombineres med snøsmelting (NVE 2011). Ut ifra observerte temperaturer under stor nedbør i den flomskapende sesongen ved nærliggende klimastasjoner, kan en representativ temperatur for feltets medianhøyde bestemmes. I de foreliggende retningslinjer for beregning av dimensjonerende og påregnelig maksimal flom (NVE 2011) blir snømelting (S) beregnet ut fra en grad-dagsfaktor (C S) og et estimat av lufttemperaturen (T L): S = C S * T L S = C s T L [mm/døgn] Erfaringstallene for grad-dagsfaktoren, C S (enhet: mm/ C pr. døgn) for flomberegningen er gitt i retningslinjene for flomberegning (NVE, 2011) basert på hvilken type arealdekning som er dominerende i feltet.

29 28 Observert temperatur under stor nedbør i den flomskapende sesong ved nærliggende klimastasjon,2.439 Kvarstadseten, benyttes til å bestemme en representativ temperatur for feltets medianhøyde. Omregningen fra klimastasjonens høyde til feltets medianhøyde baseres på at det i situasjoner med stor nedbør kan antas at temperaturen avtar med 0,65 o C per 100 m høydeøkning. Tabell 3.2 viser beregningen for temperaturen til planområdet. Tabell 14: Nedslagsfeltets temperatur T gradient H median (m) 0.65/100m 265 m T ( o C) H median (moh) T L ( o C) Kvarstadseten målestasjon Nedslagsfeltet- Oppstrøm ,27 Nedslagsfeltet- Nedstrøm ,32 I perioder med nedbør anbefaler retningslinjene grad-dagsfaktorer for noe skog på 4,0 og for snaufjell på 5,0 mm/ C/dag. Da de aktuelle feltene har 74,1 % og 78.2 % skog brukes en graddagfaktor på 4 mm/ C/dag. Vi vil dermed få et snøsmeltebidrag for oppstrøms og nedstrøms nedbørfeltet på henholdsvis 53,08 og 53,29 mm/dag for dagens klima. Klimatillegg I henhold til NVE rapport "Hydrological projections for floods in Norway under a future climate", skal det legges til et klimatillegg på 20% til den beregnede flomvannføringen for å ta hensyn til en forventet økning av flomintensitet i framtiden. I tillegg legger vi på 20% ekstra som sikkerhetsfaktor som begrunnes med usikkerhet i beregningsmetodikk og effekten av massetransport og sedimentering. Derfor blir 40% klimatillegg lagt til den beregnede 200-årsflommen. Snøkartene som finnes på viser prosentvis endring i normal årsmaksimum av snømengde fra normalperioden til perioden Basert på kartetvil snømengde i framtiden for nedbørsfeltet reduseres med 20 til 30%. Vi reduserer snømengden med 20% og får dermed et snøsmeltebidrag på 32,8 mm/dag i framtiden. Det er videre i denne beregningen benyttet framtidige vårverdier for 200års nedbør kombinert med framtidig snøsmelting på 1,24 mm/time. Nedbørforløp IVF kurver fra målestasjon Lillehammer legges til grunn for analysen (eklima.no, 2013). Nedbørens forløp gjennom hendelsen konstrueres i henhold til anbefalingen gitt i (NVE, 2011), dvs. nedbøren fordeles symmetrisk omkring høyeste intensitet slik at akkumulert nedbørsmengde i sammenliggende tidskritt svarer til aktuell gjentaksintervall. Verdier av ekstremnedbør med returperiode 200 år og tillagt 40 % for å gjenspeile klimaendringen er vist i tabell 15. Snøsmelting er likt fordelt til nedbørforløp.

30 29 Tabell 15: Ekstremnedbørsverdier med 200 år returperiode og tilsvarende verdier brukt for dimensjonerende nedbørforløp. Varighet (t) P200 (mm) % Klimaendring (mm) Intensitet (mm/t)